本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金釬料設(shè)計及釬焊工藝研究

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【摘要】：焊接是連接鎂合金或連接鎂合金與異種材料的重要方法,釬焊作為三大焊接方法之一,可以在鎂合金的連接上發(fā)揮巨大的優(yōu)勢。但是鎂合金釬料及釬焊方法的研究比較緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足于工程的實際應(yīng)用。超聲波釬焊作為一種綠色,高效的鎂合金釬焊方法,主要利用超聲波的空化作用,去除鎂合金表面氧化膜,從而實現(xiàn)無釬劑快速連接。本文對Sn-30Zn (wt%)、48%Mg-43%Zn-9%Al (wt%)及47.4%Mg-52%Zn-0.6%Sn(wt%)三種釬料性能及超聲波釬焊工藝進(jìn)行了研究。在研究中利用差熱分析、顯微組織觀察、XRD、SEM及EDS等手段,對釬料性能和釬焊工藝(包括超聲波作用時間、保溫時間及冷卻速度工藝)進(jìn)行研究及優(yōu)化,建立相應(yīng)的超聲波釬焊模型。本文主要研究內(nèi)容如下：1、Sn-30Zn釬料通過超聲波輔助作用可以實現(xiàn)在大氣中鋪展。Sn-30Zn釬料在350℃進(jìn)行超聲波釬焊,根據(jù)各工藝的釬縫組織特點,建立Sn-30Zn釬料超聲波釬焊模型。釬縫與母材界面處存在脆性的Mg2Sn層,是Sn-30Zn超聲波釬焊接頭失效的主要原因。而超聲波作用時間和保溫時間增加均會增加Mg2Sn層寬度,導(dǎo)致接頭強度降低。2、自主設(shè)計并制備了兩種鎂合金低溫鎂基釬料,即48%Mg-43%Zn-9%Al(wt%)釬料和47.4%Mg-52%Zn-0.6%Sn (wt%)釬料,其熔點分別為340.3℃和339.8℃,均適合鎂合金的低溫軟釬焊。3、Mg-Zn-Al釬料枝晶體為Mg32(Al,Zn)49相,枝晶間隙為層片狀的a-Mg+MgZn共晶相。對Mg-Zn-Al釬料在400℃進(jìn)行超聲波釬焊,釬縫中心主要由彌散分布的塊狀Mg32 (Al,Zn)49相和層片狀的α-Mg+Mg7Zn3共晶組織組成。根據(jù)其組織特點,建立起超聲波作用對a-Mg的溶解模型。Mg-Zn-Al釬料的接頭為脆性接頭,剪切時在釬縫中心發(fā)生斷裂。4、Mg-Zn-Sn釬料均勻化處理后主要由塊狀的MgZn相和層片狀的a-Mg+MgZn共析組織組成。Mg-Zn-Sn釬料在QJ201釬劑作用下鋪展對母材的溶蝕嚴(yán)重,而超聲波作用下溶蝕深度明顯減小。對Mg-Zn-Sn釬料進(jìn)行超聲波釬焊,在相同的釬焊工藝下,超聲波作用10s時釬焊剪切接頭強度最高。Mg-Zn-Sn釬料焊縫冷卻速度小時,釬縫中心晶粒粗大；而加快冷卻速度可得到非常致密的層片狀共晶組織,接頭強度明顯提高。Mg-Zn-Sn釬料接頭保溫時間增加,會發(fā)生晶間滲透現(xiàn)象,對接頭不利。Mg-Zn-Sn釬料最佳釬焊工藝為超聲波作用10s,保溫0min,對接頭進(jìn)行快速冷卻。
【關(guān)鍵詞】：Sn-30Zn釬料 Mg-Zn-Al釬料 Mg-Zn-Sn 超聲波釬焊 釬焊工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG425;TG454
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 課題研究背景及意義11
• 1.2 鎂合金應(yīng)用及焊接研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 鎂合金應(yīng)用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 鎂合金焊接工程應(yīng)用及研究開發(fā)現(xiàn)狀13-17
• 1.3 鎂合金釬焊研究現(xiàn)狀17-23
• 1.3.1 超聲波釬焊研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.2 鎂合金釬焊研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線23-25
• 1.4.1 研究內(nèi)容23
• 1.4.2 技術(shù)路線23-25
• 第2章 實驗材料及方法25-32
• 2.1 實驗材料25-26
• 2.1.1 鎂合金基材25-26
• 2.2 釬料化學(xué)成分設(shè)計與制備26-27
• 2.2.1 釬料成分設(shè)計26
• 2.2.2 釬料熔煉及制備26-27
• 2.3 超聲波釬焊設(shè)備27
• 2.4 實驗方法27-29
• 2.4.1 釬料潤濕鋪展實驗27-28
• 2.4.2 釬焊實驗28-29
• 2.5 分析測試方法29-32
• 第3章 Sn-30Zn釬料及釬焊接頭性能研究32-43
• 3.1 Sn-Zn釬料簡介32
• 3.2 Sn-30Zn釬料性能研究32-33
• 3.2.1 釬料組織及XRD分析32-33
• 3.2.2 釬料DSC分析33
• 3.3 Sn-30Zn釬料鋪展實驗33-35
• 3.4 Sn-30Zn釬料超聲波釬焊及工藝研究35-41
• 3.4.1 Sn-30Zn釬焊接頭組織分析36-40
• 3.4.2 Sn-30Zn釬焊接頭硬度分析40
• 3.4.3 Sn-30Zn釬焊接頭強度及斷口分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 Mg-Zn-Al釬料及釬焊接頭性能研究43-55
• 4.1 Mg-Zn-Al釬料簡介43
• 4.2 Mg-Zn-Al釬料性能研究43-46
• 4.2.1 Mg-Zn-Al釬料組織及XRD分析43-45
• 4.2.2 Mg-Zn-Al釬料DSC分析45-46
• 4.3 Mg-Zn-Al釬料超聲波釬焊及工藝研究46-54
• 4.3.1 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Al接頭組織47-52
• 4.3.2 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Al接頭硬度分析52-53
• 4.3.3 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Al接頭強度及斷口分析53-54
• 4.4 本章小節(jié)54-55
• 第5章 Mg-Zn-Sn釬料及釬焊接頭性能研究55-75
• 5.1 Mg-Zn-Al釬料簡介55
• 5.2 Mg-Zn-Sn釬料性能分析55-60
• 5.2.1 釬料組織及XRD分析55-60
• 5.2.2 釬料DSC分析60
• 5.3 Mg-Zn-Sn釬料潤濕鋪展60-62
• 5.3.1 釬劑鋪展實驗60-61
• 5.3.2 超聲波輔助鋪展實驗61-62
• 5.4 Mg-Zn-Sn釬料超聲波釬焊及工藝研究62-73
• 5.4.1 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭組織分析62-66
• 5.4.2 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭XRD、SEM及EDS分析66-68
• 5.4.3 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭顯微硬度分析68-70
• 5.4.4 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭剪切強度及斷口分析70-73
• 5.5 三種釬料釬焊性能對比73
• 5.6 本章小節(jié)73-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果80-81
• 致謝81

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3 吳楠;趙紅陽;郭媛媛;巨東英;魏榮華;;AZ31鎂合金沉積類金剛石薄膜的表面形貌和腐蝕行為[J];中國表面工程;2014年01期

4 任政;張興國;龐磊;張濤;齊國紅;金俊澤;;多向鍛造對變形鎂合金AZ31組織和力學(xué)性能的影響[J];塑性工程學(xué)報;2009年06期

5 高福勇;趙明;何廣平;方克明;;AZ31鎂合金微區(qū)電偶腐蝕的數(shù)值研究[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2013年05期

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8 王潔;丁毅;徐蔚;王玲玲;;AZ31鎂合金表面磷化工藝研究[J];表面技術(shù);2006年02期

9 劉智勇;蔣顯全;穆鋒;李宏達(dá);;AZ31鎂合金塑性加工研究進(jìn)展[J];輕金屬;2008年12期

10 劉祖巖;劉剛;梁書錦;;AZ31鎂合金應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的測定與四維描述[J];稀有金屬材料與工程;2007年S3期

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1 陳君;宋影偉;單大勇;韓恩厚;;AZ31鎂合金表面原位生長水滑石膜的腐蝕行為研究[A];中國腐蝕電化學(xué)及測試方法專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

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4 崔中雨;肖葵;董超芳;丁源;李曉剛;;AZ31鎂合金在西沙海洋大氣環(huán)境下形成的銹層及其保護(hù)性研究[A];中國腐蝕電化學(xué)及測試方法專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

5 殷珊;孫揚善;薛烽;強立峰;;AZ31鎂合金電鍍鎳工藝研究[A];2009年全國電子電鍍及表面處理學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2009年

6 方靜;蔣斌;;AZ31鎂合金鑄錠加熱過程中的溫度場模擬[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會暨《材料導(dǎo)報》編委會年會論文集[C];2007年

7 邸洪雙;李永林;寧忠良;劉相華;王國棟;;雙輥鑄軋法動態(tài)亞快速凝固制備AZ31鎂合金薄帶[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

8 劉宇;劉天模;肖盼;;AZ31鎂合金冷壓縮變形再結(jié)晶的研究[A];2007高技術(shù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會暨《材料導(dǎo)報》編委會年會論文集[C];2007年

9 葉新羽;蔡舒;竇瑛;黃凱;任萌果;王雪欣;;AZ31鎂合金表面玻璃陶瓷涂層的親水性和生物相容性[A];第十七屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2012年

10 劉會云;孫明仁;唐光澤;馬欣新;;AZ31鎂合金植酸轉(zhuǎn)化膜結(jié)構(gòu)與耐蝕性能研究[A];高性能防腐蝕涂裝及表面保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展——第16屆全國表面保護(hù)技術(shù)交流會論文集[C];2011年

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1 武艷軍;AZ31鎂合金疲勞行為研究[D];南京理工大學(xué);2012年

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4 趙惠;AZ31鎂合金表面新型復(fù)合化學(xué)鍍工藝的研究[D];東北大學(xué);2008年

5 李海偉;雷帕霉素涂層AZ31鎂合金支架在兔腹主動脈的初步應(yīng)用研究[D];中國醫(yī)科大學(xué);2010年

6 張憲剛;儲能、形核等微觀機理對AZ31鎂合金再結(jié)晶影響的相場模擬研究[D];東北大學(xué);2012年

7 周國華;碳納米管/AZ31鎂基復(fù)合材料的制備與等徑角擠壓研究[D];南昌大學(xué);2010年

8 晁紅潁;AZ31鎂合金絲材冷拉拔變形與再結(jié)晶研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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1 魏東華;AZ31鎂合金表面電泳沉積氧化石墨烯及其復(fù)合膜層的研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

2 李立云;AZ31鎂合金薄板溫軋過程的數(shù)值模擬研究[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2016年

3 段錦文;熱處理對AZ31鎂合金及其焊接接頭組織和力學(xué)性能影響研究[D];太原理工大學(xué);2016年

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5 吳鐵丹;AZ31鎂合金薄板激光沖擊溫成形實驗及數(shù)值模擬[D];江蘇大學(xué);2016年

6 紀(jì)汶伯;AZ31鎂合金薄板大壓下軋制工藝及其變形行為研究[D];遼寧科技大學(xué);2016年

7 楊豆豆;AZ31鎂合金釬料設(shè)計及釬焊工藝研究[D];西南交通大學(xué);2016年

8 鄧希光;AZ31鎂合金在模擬人體環(huán)境中的腐蝕行為研究[D];大連理工大學(xué);2009年

9 王猛;蛋白質(zhì)作用下醫(yī)用AZ31鎂合金腐蝕過程的電化學(xué)研究[D];重慶理工大學(xué);2012年

10 李朋;鋁離子注入AZ31鎂合金的腐蝕磨損研究[D];大連理工大學(xué);2006年

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本文編號：950297